CN106400127A - 一种剑麻纤维的精细化加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剑麻纤维的精细化加工方法，包括剑麻叶片的机械压榨步骤、蒸煮除杂步骤、蒸汽闪爆活化处理步骤、打饼装笼步骤、定向催化氧化步骤、化学脱胶步骤和后处理步骤；其通过蒸汽闪爆活化处理后，采用亚铁盐溶液与活化剂对木质素和半纤维素进行定向催化氧化处理；并将蒸汽闪爆脱胶处理与定向催化氧化等系列技术手段有机结合在一起，使得本发明的剑麻纤维的精细化加工方法，具有脱胶效果好、所获得的剑麻纤维成品细度、长度、强度等指标好、品质优，可纺织加工性好等特点；并且，加工过程中，化学品消耗量小、环保压力小，工艺控制简单；水电汽等公用工程消耗量小、效率高，适于工业化生产，具有良好的市场推广前景。

Description

一种剑麻纤维的精细化加工方法

技术领域

本发明涉及一种麻纤维的加工方法，尤其涉及一种剑麻纤维的精细化加工方法。

背景技术

剑麻又名西沙尔麻，龙舌兰科龙舌兰属，是一种多年生叶纤维作物，主要生长在热带、亚热带地区，在我国广东、广西、海南、福建、浙江等省均有种植。剑麻纤维是一种维管束纤维，来源于剑麻叶片，世界年产量约60万吨，仅次于棉花产量，是当今世界用量最大，范围最广的一种硬质纤维，具有重要的经济价值。剑麻纤维长度长，从0.6m～1.2m不等，强度和模量高，其中拉伸强度和模量高达到400～700MPa和7～22Gpa，是麻类纤维中较高的一种，剑麻光泽较好，色泽洁白，且具有良好的耐盐碱以及耐磨性，在干湿环境之下均具有低伸缩性的优点，因此广泛应用于海军舰艇缆绳、飞机汽车轮胎内层、机器传送带、起重机吊绳钢索中的绳芯等。同时，目前我国各地兴建的大型水电站所使用的护网、防雨布、捕鱼网和编制的麻袋等用品也广泛使用剑麻纤维。

脱胶作为剑麻纤维初加工中的一道重要工序，脱胶质量好坏，直接影响到剑麻纤维的后续加工以及最终制品的各项性能。

剑麻纤维呈束纤维状，在束纤维中单纤维之间由胶质粘结。单纤维排列整齐紧密。剑麻中纤维素含量约为百分之五十到六十，而非纤维素部分高达百分之三十到四十，其中木质素含量高达10％左右，半纤维素高达百分之十几甚至二十几，导致脱胶困难。

同时由于剑麻木质素含量高，如脱除不彻底，致使剑麻纤维刚度大，弹性和断裂伸长率小，易造成后续加工困难，且制品暴露于空气中易氧化泛黄。因此，寻找一种好的脱胶方法是剑麻纤维加工利用过程中非常重要的一环。

目前，从剑麻叶片中提取剑麻纤维的主要方法为机械刮麻、化学脱胶、生物脱胶和物理脱胶等方式。

机械刮麻主要采用刮麻机进行机械刮麻加工，但该技术存在脱胶不彻底、纤维损伤大等缺点，从而严重影响了剑麻精干麻纤维及其制品的品质。

化学脱胶是目前国内外剑麻纤维脱胶工业所采用的主要方法，分为高温高压和常温常压两大类。高温高压煮练，脱胶速度快，胶质去除多，精干麻品质较好，但纤维制成率较低，制成的纤维长度偏短。常温常压煮练，纤维制成率高，制成的纤维长度较长，但脱胶速度慢，胶质去除较少，精干麻纤维分离度差。不管是高温高压脱胶还是常温常压脱胶，均存在化学试剂使用量大，不仅成本高，而且对纤维损伤严重，且废水难以处理，环境污染严重。

剑麻生物脱胶主要包括微生物脱胶和酶脱胶两种方法。虽然经过多年的研究，但到目前为止，国内外剑麻纤维生物脱胶法未普及生产，仅停留在试验生产阶段。主要是因为剑麻纤维胶质成分十分复杂，需要相应的复杂酶体系共同作用，而自然界中菌株往往只具有1种或几种相关的酶类，或者缺少脱胶关键酶，故需要复合菌群的作用降低植物纤维胶质，达到脱胶的目的。脱胶菌种产酶能力低、菌种脱胶关键酶活力不高或分泌的酶系不全、脱胶效果不稳定等使细菌脱胶处理达不到麻纺的要求。同时，由于剑麻内部成分复杂、结构致密，酶难于充分将其降解，尤其是难于去除木质素部分，因此生物法存在脱胶质量不稳定、效率低、耗时长、成本高等问题，大部分都需要化学法来弥补其脱胶技术的不足。

物理法脱胶方法包括超声波处理法、微波处理法和蒸汽闪爆等，其中，研究最为普遍是的是蒸汽闪爆技术。但是，有关研究所使用的蒸汽闪爆处理温度高、压力大，特别是，往往需要多次的重复闪爆处理，不可避免地，将造成剑麻纤维强力损伤和纤维长度损失。

总之，针对剑麻原料中木质素和半纤维素含量高的特征，在没有对剑麻原料进行预处理的情况下，依靠单一的化学的、生物的或物理的作用脱胶时，加工条件难以控制，纤维强度、长度、细度之间的关系难以合理控制，严重影响剑麻产品品质。

为了改善剑麻纤维性能，促进其有效利用，国内外在传统脱胶方法基础上对剑麻纤维精细技术亦开展了一些工作，但大多是集中在纤维的软化和制品的柔软处理，而没有解决纤维本身的精细化问题，这显然对剑麻制品的品质和附加值提升意义不大。

低损伤的纤维精细化处理，是提升剑麻纤维利用价值的关键，代表了本行业技术的发展方向。

发明内容

本发明的目的是，提供一种剑麻纤维的精细化加工方法，以克服现有技术的脱胶方法普遍存在的耗时长、化学药品使用量大、环境污染严重、纤维损伤大、脱胶效果不理想等技术问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是，一种剑麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，原料机械压榨、蒸煮除杂步骤

将剑麻叶片置于轧辊式压榨机进行机械压榨，以破坏其表皮并轧除部分汁液；然后，置于蒸球、蒸煮锅或蒸煮罐内，注入蒸煮液，直至剑麻叶片浸没在蒸煮液面下；

加热煮沸蒸煮液，在沸腾状态下蒸煮除杂0.5～1小时，以进行剑麻叶片除杂处理；

然后，取出经过除杂处理的剑麻叶片，备用；

上述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3～0.5％；

上述表面活性剂为硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸钠SAS60、拉开分、快速渗透剂T、渗透剂JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10或N-乙基吡咯烷酮NEP-100中的一种或多种；

上述金属离子螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、水杨酸钠或乙二胺四乙酸四钠中的一种或多种；

第二步，闪爆活化处理步骤

将经过除杂处理后的剑麻叶片，置于蒸汽闪爆装置内，通入蒸汽，直至蒸汽闪爆装置内水蒸气的压力达到1.0～1.5MPa，并在此压力下保压1～5分钟；

然后，迅速泄压闪爆，再用清水洗涤干净后，得到分散活化的剑麻；

第三步，打饼装笼步骤

将所得分散活化的剑麻喂入麻笼内，采用打饼机打饼；喂料时，麻笼以3～5转/分钟的速度不停旋转，打饼机机械脚上下运动以打实、打匀剑麻；同时，洒水鸭嘴从上至下连续向麻笼内喷水淋洗，淋洗水温为50℃～80℃；

第四步，定向催化氧化步骤

将经过打饼处理后，盛装有剑麻的麻笼整体置于脱胶罐内，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入亚铁盐溶液至液面没过剑麻；

然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内亚铁盐溶液与外部亚铁盐溶液强制循环，保持脱胶罐内亚铁盐溶液始终以高速流动的状态持续冲击剑麻，15～30分钟后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的亚铁盐溶液排空后关闭出液阀；

接着，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入活化剂浴液至液面没过剑麻；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内活化剂浴液与外部活化剂浴液强制循环，保持脱胶罐内活化剂浴液始终以高速流动的状态持续冲击剑麻，1～2小时后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，待脱胶罐内的活化剂浴液排空后，关闭出液阀；

上述活化剂为H₂O₂、过氧乙酸或过氧化尿素溶液；

第五步，化学脱胶步骤

将碱性脱胶液泵送至脱胶罐内，待碱性脱胶液液面没过剑麻后加热煮沸，并在沸腾状态下连续蒸煮0.5～2小时；

然后，打开出液阀，待脱胶液排空后，关闭出液阀；

接着，打开进液阀，向脱胶罐内注入硫酸或盐酸浴液，将剑麻洗涤至pH值≤7；再使用清水反复漂洗干净，得到剑麻纤维半成品；

第六步，后处理步骤

将所得到的剑麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干，即得剑麻纤维成品。

优选为，上述亚铁盐溶液为FeSO₄溶液、FeCl₂溶液或(NH₄)Fe(SO₄)₂溶液，质量百分比浓度均为0.03％～1％。

进一步优选，上述活化剂浴液的质量百分比浓度0.5％～2.5％，pH值为3～5，温度为30℃～50℃；浴比均为1:10。

进一步优选，上述碱性脱胶液为质量百分比浓度为0.1％～1％的氢氧化钠溶液；或者是，按下述方法配制出的浴液：向使用过的蒸煮除杂废液中加入氢氧化钠，以使其中的氢氧化钠的质量百分比浓度达到0.1％～1％的浴液；

所述硫酸或盐酸浴液的质量百分比浓度均为0.1％，浴比为1:20。

进一步优选，上述的剑麻纤维的精细化加工方法，剑麻原料产地为巴西时，所制得的剑麻纤维成品的细度为7.2～8.9tex，残胶率为3.88％～5.22％，纤维强度为5.7～7.3cN/dtex；

剑麻原料产地为中国时，所制得的剑麻纤维成品的细度为4.1～5.9tex，残胶率为3.88％～5.22％，纤维强度为2.7～3.5cN/dtex。

上述技术方案直接带来的技术效果是，脱胶效果好、剑麻纤维分散效果好，纤维损伤程度小，适于不同产地的各类剑麻的精细加工处理。

综上，不难看出上述技术方案的剑麻纤维的精细化加工方法，整个生产过程中，化学品消耗量小、环保压力减轻，工艺控制难度大幅降低；水电汽等公用工程消耗量小、生产效率高、生产成本低。

为更好地理解本发明的技术特点，现详细分析与说明如下：

上述技术方案中，采用轧棍式压榨机对剑麻叶片进行压榨，去除剑麻叶片中的水分，在水分去除的同时，将部分胶质去除，减轻后续工序难度，降低化学品消耗。更为重要的是，采用轧棍式压榨机对剑麻叶片进行压榨，可在一定程度上对剑麻叶片进行松解，增强后续蒸煮除杂效果和效率，同时亦有软化剑麻叶片的作用，利于后续蒸汽闪爆装机和后续打饼。

上述技术方案中，将经机械压榨的剑麻叶片原料进行蒸煮除杂，在蒸煮除杂过程中可去除剑麻叶片中的大部分水溶物和部分半纤维素(剑麻叶片上的部分半纤维素，在高温下，可发生水解反应而被去除)，进而减少后续化学试剂的消耗和用量。

同时，蒸煮除杂过程中，在高温和表面活性剂的渗透、润湿作用下，可软化剑麻叶片表层的硬皮，利于后续加工去除。

更为重要的是，蒸煮除杂步骤中，在表面活性剂渗透、润湿、分散和乳化作用下，可快速地去除剑麻叶片原料中原有的大部分无机物，尤其是可去除易吸附、络合或螯合Fe²⁺离子的杂质，防止后续定向催化氧化步骤中所添加的Fe²⁺离子“失活”。

另外，在表面活性剂渗透、润湿、分散和乳化作用下，可快速去除剑麻叶片原料中原有的大部分油性物质，增强剑麻叶片的浸润性，提高后续定向催化氧化步骤中剑麻叶片对Fe²⁺离子的吸附效率。

同时，在金属离子螯合剂的螯合作用下，蒸煮除杂步骤，可有效去除剑麻叶片所含有的金属离子成分，从而有效避免这些金属离子成分可能造成的活化剂的催化分解反应。即，更好地保证后续定向催化氧化的效果。

上述技术方案中，将经过蒸煮除杂处理后的剑麻叶片进行蒸汽闪爆活化处理，在此过程中，高温高压状态的水蒸气和液态水作用于剑麻原料，对原料进行充分溶胀；然后，在瞬间泄压的作用下，使剑麻叶片松解或分散，实现剑麻叶片的活化处理。

上述技术方案中，闪爆活化处理步骤的水洗步骤，可直接去除蒸汽闪爆过程中胶质降解所生成的小分子和部分降聚的大分子胶质，降低后续处理步骤化学品的消耗；更为重要的是，水洗步骤可有效去除剑麻叶片蒸煮过程中所带入剑麻叶片的金属离子螯合剂，防止定向催化氧化步骤中的Fe²⁺离子“失活”。

上述技术方案中，打饼过程中采用边打饼、边温水喷淋的方法，对经闪爆活化处理的剑麻叶片进行打饼，可使剑麻叶片中的胶质在温水的浸泡作用下进一步软化，并在机械力的作用下部分去除；尤其是，打饼过程中由于机械外力作用和温水处理作用，可有效去除后续工序所难于去除的部分剑麻叶片表层硬皮，进而可大幅降低后续加工处理强度，以及化学试剂的消耗。

需要特别指出的是，上述技术方案中，在定向催化氧化过程中，经闪爆活化后松解或分散的剑麻叶片表面的半纤维素和木质素在含氧基团的作用下吸附Fe²⁺。

加入活化剂后，吸附有Fe²⁺的半纤维素和木质素率先被氧化降解，部分被氧化降解为小分子有机物直接溶解去除，部分被氧化为后续化学脱胶更易去除的物质。

定向催化氧化步骤中，吸附Fe²⁺的剑麻叶片，不经水洗，即直接置于含有活化剂的溶液中，目的是保护Fe²⁺定向催化活化剂分解，进而氧化木质素和半纤维素，增强催化氧化效果。

上述技术方案中，化学脱胶步骤中，脱胶液是采用蒸煮除杂废液通过加入氢氧化钠配制的碱性脱胶液，可减少新鲜水的使用量，降低污水排放量。

另外，蒸煮除杂废液本身为热水，再次用于化学脱胶步骤可减少整个工艺过程的能耗。更为重要的是，由于蒸煮除杂废液自身含有表面活性剂，直接对其利用，可避免化学脱胶步骤中表面活性剂的再次加入，减少整个工艺过程化学品的消耗量，增加化学品的使用效率。

其中，采用蒸汽闪爆活化以及Fe²⁺离子和双氧水(或过氧乙酸或过氧化尿素溶液)浸泡对剑麻叶片进行定向催化氧化处理是本发明的技术关键点之一，对最终的剑麻纤维处理效果起到了十分关键的作用。原因如下：

在剑麻叶片部，剑麻纤维素纤维在果胶、半纤维素和木质素等胶质的粘结作用下成束(工艺)纤维，剑麻束纤维截面由50～150根单纤维组成，单纤维排列整齐、紧密，其中单纤维长度为2.7～4.4mm，直径则为20～32μm，胶质(果胶、半纤维素、木质素等)与纤维素依靠氢键、共价键、范德华力作用相互连接，这些胶质分散在纤维中间或包围在纤维外，形成了致密的网络三维空间结构，使得纤维素部分不易分散。传统的脱胶方法都是借助化学试剂或生物酶的作用，从外至内逐层将束纤维中的胶质剥离下来，致使原料内外脱胶程度不一致，外层脱胶程度强于内层，导致最终制品品质下降，同时此过程反应条件不易控制，若是脱胶作用剧烈，会导致纤维强度严重损失；若脱胶效果不好、残胶率偏高，将导致纤维粗、硬、糙，同样不利于后续加工使用。

因此，若要改变从外到内逐层剥离胶质的脱胶方式，以更温和的条件合理匹配剑麻工艺纤维强度、细度、长度间的关系，需要对原料进行部分非纤维素物质的定向去除。

而上述技术方案的蒸汽闪爆活化处理，因蒸汽闪爆处理强度低，所以，可在不破坏剑麻纤维主体成分纤维素聚合度的情况下，破坏原料中木质素、半纤维素等成分分子内及分子间以及木质素、半纤维素与纤维素分子间的氢键，弱化胶质与胶质以及胶质与纤维素的结合力，同时增加原料的润胀程度，部分脱除半纤维素和木质素，利于后续化学试剂的渗透并进一步发生作用。

同时，上述技术方案的蒸汽闪爆活化处理过程中，高温、高压状态的水蒸气和液态水作用于剑麻原料，对原料进行充分润胀，随后的瞬间泄压过程中，在类机械分裂作用、氢键破坏作用以及结构重排的联合作用下，半纤维素与半纤维素之间、半纤维素与木质素之间、半纤维素与纤维素之间、木质素与纤维素之间的连接断裂或减弱，原料得到松解或分散，使剑麻叶片原料比表面积增大，可增强后续Fe²⁺离子的吸附。同时，在蒸汽闪爆过程中，在类酸性水解以及热降解的作用下，可使部分半纤维素降解去除，降低后续加工处理强度和化学试剂用量。

更为重要的是，在蒸汽闪爆活化过程中，由于类机械分裂作用、氢键破坏作用以及结构重排的联合作用，致使半纤维素与半纤维素之间、半纤维素与木质素之间、半纤维素与纤维素之间、木质素与纤维素之间的连接断裂或减弱，使剑麻原料得到松解或分散，使原料比表面积增大的同时，由于半纤维素和木质素等胶质包裹于纤维外层，因此处于原料表面的半纤维素和木质素含量增加，使更多含O基团暴露于原料表面，在半纤维素和木质素含O供电子基团的作用下，可有效吸附更多Fe²⁺离子，增强了剑麻叶片原料Fe²⁺离子吸附的活性，利于后续定向活化过程中Fe²⁺离子的吸附，进而有利于后续定向催化氧化的进行。

另外，在闪爆活化过程中，高温高压状态的水蒸气和液态水，可很好的对不易去除的剑麻叶片外皮进行有效润胀，在随后的瞬间泄压过程中类机械分裂作用下，将其与剑麻叶片内层分离并去除，降低后续定向催化氧化和碱煮处理的难度和强度，减少后续化学试剂的使用量。

同时，在闪爆活化过程中，在类机械分裂作用、氢键破坏作用以及结构重排的联合作用下，剑麻叶片原料已得到了有效松解或分散，与现有技术的化学脱胶方法和生物脱胶方法相比，可省去碱煮脱胶后的拷麻步骤，降低了能耗和水耗。

在定向催化氧化过程中，经闪爆活化处理的剑麻原料，由于半纤维素和木质素表面含氧基团的增多，在FeSO₄、FeCl₂或(NH₄)Fe(SO₄)₂溶液的浸泡下，剑麻原料表面大量吸附Fe²⁺，然后在双氧水或过氧乙酸或过氧化尿素溶液处理中，半纤维素和木质素吸附的Fe²⁺在半纤维素和木质素表面催化直接添加的H₂O₂或过氧乙酸或过氧化尿素溶液水解生成的H₂O₂分解，在酸性条件下，Fe²⁺催化H₂O₂分解产生氧化能力极强的HO·，由于产生的氧化能力极强的HO·主要位于半纤维素和木质素表面，因此可将部分半纤维素氧化降解为可水溶的小分子有机物而溶解于水中；同时由于HO·氧化能力极强，可将结构复杂且难以去除的木质素侧链C-C键断裂或发生开环反应，生成后续化学脱胶更易去除的结构，易于后续脱胶去除。同时HO·氧化作用半径很小，且由于纤维素包裹于半纤维素和木质素中，因此HO·的氧化作用难于使纤维素氧化降解。

在化学脱胶过程中，高温碱液可以水解去除剩余大部分的非纤维素物质，尤其可使经氧化后侧链C-C键断裂或发生开环反应的木质素发生水解反应而去除，使得纤维进一步分散，同时纤维素在碱液下发生消晶作用，降低结晶度，提高纤维的亲水性，软化纤维。

上述技术方案中，之所以将经过定向催化氧化的剑麻叶片原料，无需水洗，即在排空反应液后，直接泵入碱液进行脱胶处理，目的在于，一是，其中剩余、未分解的活化剂可以增加碱煮脱胶过程中的脱胶效果和漂白效果，二是，剩余的Fe²⁺可对脱胶液进行混凝脱色，减轻后续废水处理难度。

当然，相应地，与现有技术的预酸处理、预碱处理、预尿氧处理化学脱胶方法对比，在化学脱胶前，省略了一个水洗步骤，降低了水耗。

另外，与现有生物、化学脱胶技术相比，此技术由于剩余的Fe²⁺离子在化学脱胶过程中具有混凝脱色作用，可脱掉部分废水中的有色物质。因此，对后续生产过程中所产生的废水脱色处理难度相应降低。

同时，与现有技术的化学脱胶方法比，上述技术方案无需经过大量化学试剂的长时间蒸煮，借助蒸汽闪爆和酸性条件下Fe²⁺离子催化活化剂产生的HO·的定向氧化降解作用进行剑麻纤维脱胶具有效率高、污染小等显著优势。

上述技术方案中，酸洗则为了中和化学脱胶的碱性试剂，防止碱对纤维素的进一步降解；上油用以改善纤维的表面状态，增加纤维的松散性及柔软程度，便于后续纺纱。

总之，正是由于上述系列技术手段的有机结合，使得在剑麻纤维粗品碱蒸煮时，较现有技术的蒸煮处理，在化学试剂用量、蒸煮所需时间方面均大幅减少或节约，这对于有效减轻碱煮练过程对纤维物理指标的损伤，降低废水处理难度、缓解环保压力、提高生产效率，降低生产成本均具有明显的积极意义。

补充说明：上述技术方案中，经过碱煮练处理后的剑麻纤维，纤维中残余的胶质和色素，被进一步脱除，从而达到较为理想的纤维分裂度和白度指标。

综上所述，本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

1、在获得较现有技术更好的脱胶效果的基础上，所获得的剑麻纤维成品细度细、纤维强度指标好。

2、化学品消耗量小、环保压力减轻，工艺控制难度大幅降低；

3、水、电、汽等公用工程消耗量小、提高了生产效率、降低了生产成本。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明进行详细说明。

实施例1

剑麻叶片原料产地：广东

加工方法如下：

将剑麻叶片经轧辊式压榨机进行机械压榨后，置于蒸球或蒸煮锅或蒸煮罐内，浸没在蒸煮液中，加热至沸腾状态，蒸煮0.5小时，进行剑麻叶片除杂。

将蒸煮除杂后的剑麻原料直接放入蒸汽闪爆装置中，加热使蒸汽闪爆装置内的水蒸气压力为1.0MPa，保持此压力1分钟；然后打开阀门，迅速泄压。

收集从蒸汽闪爆设备中喷出的剑麻纤维，然后进行打饼，将打饼所得剑麻叶片和麻笼一同置于脱胶罐内，泵入质量百分比浓度为0.05％的FeSO₄溶液，至没过剑麻叶片，在室温下，采用高压泵使FeSO₄溶液内外循环15分钟，排空FeSO₄溶液后，泵入质量百分比浓度为0.5％的双氧水溶液，于30℃循环处理1小时，排空双氧水溶液后，泵入质量百分比浓度为0.1％的氢氧化钠溶液，沸煮1小时。

然后，对蒸煮后的纤维在室温下进行酸洗，酸洗液是质量百分比浓度为0.1％的硫酸溶液(酸洗过程，选择浴比为1:20)，酸洗时间为5分钟。

将纤维水洗至pH值为中性，最后，依次经脱水、上油、烘干后，即得精细剑麻纤维。

上述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3～0.5％；

上述的表面活性剂为硫酸化蓖麻油；

上述的金属离子螯合剂为三聚磷酸钠。

产品检验检测结果：

所制得的剑麻纤维残胶率为5.22％，纤维平均长度大于70mm，纤维强度为3.5cN/dtex，纤维细度为5.9tex。

实施例2

剑麻叶片原料产地：广西

加工方法如下：

将剑麻叶片经轧辊式压榨机进行机械压榨后，置于蒸球或蒸煮锅或蒸煮罐内，浸没在蒸煮液中，加热至沸腾状态，蒸煮0.5小时，进行剑麻叶片除杂。

将蒸煮除杂后的剑麻原料直接放入蒸汽闪爆装置中，加热使蒸汽闪爆装置内的水蒸气压力为1.5MPa，保持此压力5分钟；然后打开阀门，迅速泄压。

收集从蒸汽闪爆设备中喷出的剑麻纤维，然后进行打饼，将打饼所得剑麻叶片和麻笼一同置于脱胶罐内，泵入质量百分比浓度为0.1％的FeCl₂溶液，至没过剑麻叶片，在室温下，采用高压泵使FeCl₂溶液内外循环30分钟，排空FeCl₂溶液后，泵入质量百分比浓度为2.5％的过氧乙酸溶液，于50℃循环处理1小时，排空过氧乙酸溶液后，泵入质量百分比浓度为0.1％的氢氧化钠溶液，沸煮0.5小时。

然后，对蒸煮后的纤维在室温下进行酸洗，酸洗液是质量百分比浓度为0.1％的盐酸溶液(酸洗过程，选择浴比为1:20)，酸洗时间为5分钟。

将纤维水洗至pH值为中性，最后，依次经脱水、上油、烘干后，即得精细剑麻纤维。

上述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3～0.5％；

上述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠；

上述的金属离子螯合剂为六偏磷酸钠。

产品检验检测结果：

所制得的剑麻纤维残胶率为3.88％，纤维平均长度大于70mm，纤维强度为2.7cN/dtex，纤维细度为4.1tex。

实施例3

剑麻叶片原料产地：福建

加工方法：

除FeSO₄溶液质量百分比浓度为1％、碱性脱胶液连续蒸煮的时间为2小时、采用过氧化尿素溶液替代双氧水，过氧化尿素溶液溶液的质量百分比浓度为1.5％之外；

其余，均同实施例1。

产品检验检测结果：

所制得的剑麻纤维残胶率为4.62％，纤维平均长度大于70mm，纤维强度为3.1cN/dtex，纤维细度为5.2tex。

实施例4

剑麻叶片原料产地：巴西

加工方法与实施例1相同。

产品检验检测结果：

所制得的剑麻纤维残胶率为5.22％，纤维平均长度大于85mm，纤维强度为7.3cN/dtex，纤维细度为8.9tex。

实施例5

剑麻叶片原料产地：巴西

加工方法与实施例2相同。

产品检验检测结果：

所制得的剑麻纤维残胶率为3.88％，纤维平均长度大于85mm，纤维强度为5.7cN/dtex，纤维细度为7.2tex。

实施例6

剑麻叶片原料产地：巴西

加工方法与实施例3相同。

产品检验检测结果：

所制得的剑麻纤维残胶率为4.62％，纤维平均长度大于85mm，纤维强度为6.6cN/dtex，纤维细度为8.5tex。

可以看出，本发明的剑麻纤维精加工方法可以适应不同产地的各类剑麻原料，并且，均可达到良好的脱胶效果，良好的纤维分散效果；处理过程中，对剑麻纤维的损伤小。

需要指出的是，上述的表面活性剂还可以是，如：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸钠SAS60、拉开粉、快速渗透剂T、渗透剂JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、N-乙基吡咯烷酮NEP-100；

或者是，包括硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠和以上这些表面活性剂的任意两种以上成分的混合物(混合比例没有特殊要求，可综合成本等因素进行合理选择)。

上述金属离子螯合剂还可以是，如：六偏磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、水杨酸钠、乙二胺四乙酸四钠；

或者是，包括三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和以上这些金属离子螯合剂的任意两种以上成分的混合物(混合比例没有特殊要求，可综合成本等因素进行合理选择)。

Claims (5)

1.一种剑麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，原料机械压榨、蒸煮除杂步骤

将剑麻叶片置于轧辊式压榨机进行机械压榨，以破坏其表皮并轧除部分汁液；然后，置于蒸球、蒸煮锅或蒸煮罐内，注入蒸煮液，直至剑麻叶片浸没在蒸煮液面下；

加热煮沸蒸煮液，在沸腾状态下蒸煮除杂0.5～1小时，以进行剑麻叶片除杂处理；

然后，取出经过除杂处理的剑麻叶片，备用；

上述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3～0.5％；

上述表面活性剂为硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸钠SAS60、拉开分、快速渗透剂T、渗透剂JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10或N-乙基吡咯烷酮NEP-100中的一种或多种；

上述金属离子螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、水杨酸钠或乙二胺四乙酸四钠中的一种或多种；

第二步，闪爆活化处理步骤

将经过除杂处理后的剑麻叶片，置于蒸汽闪爆装置内，通入蒸汽，直至蒸汽闪爆装置内水蒸气的压力达到1.0～1.5MPa，并在此压力下保压1～5分钟；

然后，迅速泄压闪爆，再用清水洗涤干净后，得到分散活化的剑麻；

第三步，打饼装笼步骤

将所得分散活化的剑麻喂入麻笼内，采用打饼机打饼；喂料时，麻笼以3～5转/分钟的速度不停旋转，打饼机机械脚上下运动以打实、打匀剑麻；同时，洒水鸭嘴从上至下连续向麻笼内喷水淋洗，淋洗水温为50℃～80℃；

第四步，定向催化氧化步骤

将经过打饼处理后，盛装有剑麻的麻笼整体置于脱胶罐内，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入亚铁盐溶液至液面没过剑麻；

然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内亚铁盐溶液与外部亚铁盐溶液强制循环，保持脱胶罐内亚铁盐溶液始终以高速流动的状态持续冲击剑麻，15～30分钟后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的亚铁盐溶液排空后关闭出液阀；

接着，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入活化剂浴液至液面没过剑麻；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内活化剂浴液与外部活化剂浴液强制循环，保持脱胶罐内活化剂浴液始终以高速流动的状态持续冲击剑麻，1～2小时后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，待脱胶罐内的活化剂浴液排空后，关闭出液阀；

上述活化剂为H₂O₂、过氧乙酸或过氧化尿素溶液；

第五步，化学脱胶步骤

将碱性脱胶液泵送至脱胶罐内，待碱性脱胶液液面没过剑麻后加热煮沸，并在沸腾状态下连续蒸煮0.5～2小时；

然后，打开出液阀，待脱胶液排空后，关闭出液阀；

接着，打开进液阀，向脱胶罐内注入硫酸或盐酸浴液，将剑麻洗涤至pH值≤7；再使用清水反复漂洗干净，得到剑麻纤维半成品；

第六步，后处理步骤

将所得到的剑麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干，即得剑麻精干麻成品。

2.根据权利要求1所述的剑麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，所述亚铁盐溶液为FeSO₄溶液、FeCl₂溶液或(NH₄)Fe(SO₄)₂溶液，质量百分比浓度均为0.03％～1％。

3.根据权利要求1所述的剑麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，所述活化剂浴液的质量百分比浓度为0.5％～2.5％，pH值为3～5，温度为30℃～50℃；浴比为1:10。

4.根据权利要求1-3任一所述的剑麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，所述碱性脱胶液为质量百分比浓度为0.1％～1％的氢氧化钠溶液；

或者是，按下述方法配制出的浴液：

向使用过的蒸煮除杂废液中加入氢氧化钠，以使其中的氢氧化钠的质量百分比浓度达到0.1％～1％的浴液；所述硫酸浴液或盐酸浴液的质量百分比浓度均为0.1％，浴比均为1:20。

5.根据权利要求1-3任一所述的剑麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，剑麻原料产地为巴西时，所制得的剑麻纤维成品的细度为7.2～8.9tex，残胶率为3.88％～5.22％，纤维强度为5.7～7.3cN/dtex；

剑麻原料产地为中国时，所制得的剑麻纤维成品的细度为4.1～5.9tex，残胶率为3.88％～5.22％，纤维强度为2.7～3.5cN/dtex。